(57)【要約】【課題】第一の樹脂部材樹脂部材と第二の樹脂部材の接合面積を大きくし、接着力を高めることで信頼性を向上させるとともに、蛍光体への照射面積を広げコンパクトで効率が良く、寿命特性に優れた半導体発光装置を得る。【解決手段】実装部材上に搭載された半導体発光素子８と、この半導体発光素子８を被覆する封止樹脂部材を備えた半導体発光装置において、封止樹脂部材は、少なくとも半導体発光素子８を被覆する第一の樹脂部材樹脂部材４と、半導体発光素子８から放射される光を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換材料を含有する第二の樹脂部材５とを備え、第一の樹脂部材樹脂部材４と第二の樹脂部材５との界面を凹凸面４ａ、５ａとした。【選択図】図１
2006286701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装部材上に搭載された半導体発光素子と、この半導体発光素子を被覆する封止樹脂部材を備えた半導体発光装置において、
前記封止樹脂部材は、少なくとも前記半導体発光素子を被覆する第一の樹脂部材と、
前記半導体発光素子から放射される光を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換材料を含有する第二の樹脂部材とを備え、
前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材との界面を凹凸面としたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材との前記界面の前記凹凸面を略対称形状とする少なくとも一つの対称軸を前記凹凸面近傍に有し、
前記対称軸は、前記半導体発光素子から放射される一次放射光の配光分布が最大となる中心軸と略直交するまたは前記中心軸近傍を通り前記中心軸と略直交するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材との前記界面の前記凹凸面を略対称形状とするとともに互いに交差する少なくとも二つの対称軸を前記凹凸面近傍に有し、
前記対称軸は、前記半導体発光素子から放射される一次放射光の配光分布が最大となる中心軸と略直交するまたは前記中心軸近傍を通り前記中心軸と略直交するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第二の樹脂部材の発光面を前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材の界面に設けた凹凸面と同じ形状の凹凸面としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材の前記界面に設けた凹凸面を、前記半導体発光素子からの一次放射光が前記界面に対して垂直に照射可能な形状としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記凹凸面は、前記半導体発光素子を中心とし、半径が順次大きくなる複数の扇形を前記中心軸から横方向の平面に沿って順次並べて形成された各円弧とこの各円弧間を結ぶ半径線からなる外形線を前記中心軸の回りに１回転させて形成された球面と切頭円錐面からなることを特徴とする請求項５記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記第二の樹脂部材の発光面を、前記第一の樹脂部材の凹凸面のうち各球面から前記一次放射光の照射方向の厚みが所定の厚さになるような凹凸面としたことを特徴とする請求項５または請求項６記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材の屈折率が同等、または、前記第二の樹脂部材の屈折率が前記第一の樹脂部材の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記第二の樹脂部材の発光面から照射された光を配光制御する光学レンズを備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードやレーザーダイオードなどの半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関するものであり、特に、コンパクトで高い光出力を有し信頼性の高い半導体発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に半導体発光装置は半導体発光素子の屈折率が高く、半導体発光素子が大気中に接する状態では半導体発光素子と大気の屈折率差に起因して生じる界面反射により、半導体発光素子内部から光が外部に放出しにくいためエポキシなどの大気に比して屈折率が高い、つまり半導体発光素子に近い屈折率を示す透明樹脂で半導体発光素子を封止する必要がある。
一方、半導体発光素子の発光は単色性のピーク波長を有するため、広波長域の発光を要する白色系や該半導体発光素子の発光とは異なる波長の光を得るためには、蛍光体などの波長変換材料によって半導体発光素子が放射する光の波長を変換する必要がある。
そこで、半導体発光素子を封止する透明封止樹脂に蛍光体を含有させて色変換させる技術が検討されてきた。
【０００３】
例えば、従来の発光ダイオード及びそれを用いた表示装置では、ＬＥＤチップ上の第一のコーティング部と、第一のコーティング部上にＬＥＤチップからの可視光によって励起され可視光を発光する蛍光物質が含まれた第二のコーティング部とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０６５２６３号公報（段落００１１〜００１６、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、蛍光体を励起させる半導体発光素子としてはより高い励起エネルギーが得られる短波長の光を放射するものが用いられ、従来の半導体発光素子を使用した装置では、半導体発光素子より発光した短波長の光が、透明樹脂を透過して蛍光体に到達し、可視光へ変換され大気中に放出されるが、蛍光体に到達した一部の光が波長変換されずに半導体発光素子側へ反射し、半導体発光素子と蛍光体の間で多重反射をおこし、半導体発光素子と蛍光体の間の封止樹脂が光による劣化をおこし、短寿命化を起こしていると考えられており、また、半導体発光素子から発生する熱も封止樹脂の劣化を加速させる原因として考えられていた。
【０００６】
そして、これに対処するため、半導体発光素子と第二の樹脂に混合された蛍光体の間に第一の樹脂として透明樹脂層を配置し、半導体発光素子と蛍光体の距離を設けることにより半導体発光素子と蛍光体との間の多重反射による局所的な劣化を軽減させる方法が考えられている。
しかしながら、第一の樹脂を硬化させた後、第二の樹脂を硬化させた場合、特別に第一の樹脂と第二の樹脂の間で化学結合を生じるような材料選定をしない限りは、両樹脂間の接着力は、接着面に生じるファンデルワールス力（分子間力）のみによる。
従って、第一の樹脂と第二の樹脂が充分に密着する、いわゆる「ぬれ」が良い状態であるとしても、第一の樹脂と第二の樹脂の単位体積当りの接触面積が小さい場合、充分な接着力を得ることができないために、熱膨張率の異なる樹脂を使用した場合などに生じる界面応力や、半導体発光装置の製造プロセスで発生する機械的な応力が第一の樹脂と第二の樹脂の界面に加わることによって、第一の樹脂と第二の樹脂との界面が剥離するという問題が発生する。
【０００７】
そして、第一の樹脂と第二の樹脂の間に剥離が発生すると、剥離した界面には、第一の樹脂と空気層の界面、及び空気層と第二の樹脂の界面が生じ、その双方で界面反射が発生するため、第二の樹脂に半導体発光素子から発生した光が到達しづらくなって第二の樹脂に含まれる蛍光体の励起光が少なくなり、結果的に光束が減少するばかりでなく、第一の樹脂内で半導体発光素子からの光が多重反射する割合が増え、第一の樹脂の劣化につながり結果的に短寿命化となってしまうという問題があった。
【０００８】
また、近年半導体発光素子の性能が向上してきていることと、素子サイズの大型化により半導体発光素子からの光出力量は大幅に増えてきていることから、蛍光体の単位面積あたりにおける励起光の量が増えている。現状レベルの励起光の密度では大きな問題ではないが、今後、更に励起光の密度が上がることは容易に予測でき、その場合には輝度飽和現象を生じる領域に達する可能性がある。このため、蛍光体層の被照射面積を広げることにより、励起光の密度を低下させて飽和現象が生じない条件とし、蛍光体の負荷を軽減させる技術が必要となる。
【０００９】
ここで、輝度飽和現象とは、励起光密度対輝度特性が非線形であって、励起光密度の増大に比例して輝度が増大せず飽和を起こす現象を指す。さらに、半導体発光装置用途に用いられる蛍光体の中には、励起光によって輝度劣化を生じるもの、例えば、ＺｎＳ、Ｃｕ、Ａｕなども存在し、これらの蛍光体を用いた場合には、高密度の励起光が照射されると、蛍光体の劣化が加速され、つまり蛍光体の発光効率の急激な低下が生じ、半導体発光装置の寿命が短くなるという問題がある。
【００１０】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、第一の樹脂と第二の樹脂の接合面積を大きくし、接着力を高めることで信頼性を向上させるとともに、蛍光体への照射面積を広げコンパクトで効率が良く、寿命特性に優れた半導体発光装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る半導体発光装置は、実装部材上に搭載された半導体発光素子と、この半導体発光素子を被覆する封止樹脂部材を備えた半導体発光装置において、前記封止樹脂部材は、少なくとも前記半導体発光素子を被覆する第一の樹脂部材と、前記半導体発光素子から放射される光を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換材料を含有する第二の樹脂部材とを備え、前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材との界面を凹凸面としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、半導体発光素子を被覆する封止樹脂部材を備え、前記封止樹脂部材は、少なくとも前記半導体発光素子を被覆する第一の樹脂部材と、前記半導体発光素子から放射される光を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換材料を含有する第二の樹脂部材とを備え、前記第一の樹脂部材と前記第二の樹脂部材との界面を凹凸面としたので、第一と第二の樹脂部材の接合面積を大きくし、接着力を高めることで信頼性を向上させるとともに、蛍光体への照射面積を広げコンパクトで効率が良く、寿命特性に優れた半導体発光装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の分解斜視図、図２は半導体発光装置の対称軸における縦断面図、図３は第二の樹脂部材を除いたときの斜視図である。
図１、図２において、半導体発光装置は、前面に凹部を有するパッケージ１に、外部電極２が形成され、凹部の底面中央に配設された半導体発光素子８の電極と電気的な接続がされている。また、凹部の内側にリフレクター７が設けられている。
また、半導体発光素子８は開口面が凹凸に形成された第一の樹脂部材４で封止され、この上に、半導体発光素子８から放射される光を吸収して異なる波長の光に変換する波長変換材料を含有する第二の樹脂部材５が形成されている。この第二の樹脂部材５の発光面５ｓは平面である。
このように、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５との界面が凹凸面４ａ、５ａをなしている。
【００１４】
半導体発光素子８は、窒化ガリウム系化合物であり３６０〜４１０ｎｍ程度にピーク波長を有する光を発光するものである。尚、窒化ガリウム系化合物半導体はインジウムの濃度を調節などにより３６０〜４１０ｎｍ以外にも発光することが可能であり４６０ｎｍ付近のピーク波長を有する青色光を発光することもできるため、使用する蛍光体により青色光を発光する半導体発光素子を使用してもよい。
【００１５】
また、第一の樹脂部材４は、エポキシやアクリル、ポリカーボネート、シリコーンなどの透明性のある樹脂が使用される。
また、第二の樹脂部材５は、蛍光体が所定の発光色になるように赤色蛍光体と緑色蛍光体、青色蛍光体を混合し、蛍光体スラリーとしたものである。
【００１６】
次に、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５との界面の凹凸面４ａ、５ａについて図１、図４、図５により説明する。図４は第二の樹脂部材５の凹凸面５ａに関する各軸の説明図、図５は対称軸の数による配光曲線の比較図である。図５（ａ）は一軸対称、（ｂ）は２軸対称の場合であり、第二の樹脂部材５の凹凸面５ａが四角推が同一形状の場合の正面図とＸ、Ｙ軸の各々方向から見たときの配光曲線を示す。
【００１７】
図１、図４に示すように、凹凸面４ａ、５ａは半導体発光素子８から放射される一次放射光の配光分布が最大となる中心軸Ｚと直交する面として、例えば、第二の樹脂部材５の発光面５ｓとしたとき、発光面５ｓが交差する中心点Ｏを通る発光面５ｓ上の少なくとも一つの軸ＸまたはＹに対して、略対称となるようにしている。なお、中心軸Ｚと直交する発光面５ｓが交差する中心点は、中心点Ｏの近傍としてもよい。
【００１８】
具体的には、例えば、図４（ａ）に示すように、第二の樹脂部材５の凹凸面５ａの四角推はＸ軸に対して左右に４個有り、Ｘ軸に対して対称なので、配光曲線が対称となるが、Ｙ軸に対しては四角推がＹ軸に対して右に４個、左に５個有りＹ軸に非対称なので、配光曲線が非対称となる。
一方、図４（ｂ）に示すように、第二の樹脂部材５の凹凸面５ａの四角推はＸ軸及びＹ軸に対して各々左右に４個有り、Ｘ軸及びＹ軸に対して各々対称なので、配光曲線がＸ軸及びＹ軸方向に対して対称となる。
【００１９】
なお、図１は凹凸面４ａ、５ａが側面が正三角形で構成された四角錘の例を示しているが、三角錐、円錐、半球等でもよい。また、図３は任意の軸に対して軸対称（中心点Ｏに対して点対称）な場合の形状を示し、第一の樹脂部材４の凹凸面４ａは、中心軸Ｚを中心とする円錐面とその周囲が複数の切頭円錐面で形成されている。
また、凹凸面４ａ、５ａの深さは少なくとも使用する蛍光体の粒径以上とする必要がある。  
【００２０】
次に、半導体発光装置の材料の選定及び形成方法について説明する。
まず、半導体発光素子の接続方法は、図示してないが、フェースアップ型素子を使用する場合、半導体発光素子８をエポキシ樹脂などを主成分としたダイボンド材により接着および硬化させ、Ａｕワイヤーを用いて外部電極２と半導体発光素子８を電気的に接続する。
また、フリップチップ型素子を用いた場合、パッケージ１の電極または半導体発光素子８の電極にバンプを形成し外部電極２と半導体発光素子８の電極を接続する。また、リフレクター７部分に銀やアルミなどの金属蒸着により反射率を高めたパッケージ１を用いてもよい。
【００２１】
次に、第一の樹脂部材４によりパッケージ１の開口部が凹凸になるように、第一の樹脂部材をパッケージ内に導入したのち、予め所望の凹凸形状が形成された型を押し付けた状態で硬化するなどの方法で半導体発光素子８を封止する。封止する材料はエポキシやアクリル、ポリカーボネート、シリコーンなどの透明性のある樹脂が使用できるが、最も半導体発光素子８から発光する光の強度が強く、発熱温度も高くなる半導体発光素子８近傍に使用する樹脂としては耐候性が優れ、扱いやすいシリコーンを用いることが好ましい。
【００２２】
また、凹凸部の形成の際に用いる型としては、硬化樹脂との離型性の良い材質の選定、樹脂による投錨効果が生じない平滑な表面処理を予め行っておくことが肝要である。
この封止樹脂により電気的に接続された半導体発光素子８が発光した光は、第一の樹脂部材４が空気層以上の屈折率を有することから、半導体発光素子８から、直接空気層に放出される場合と比すると、第一の樹脂部材４内へ効率良く放出される。シリコーン樹脂は、屈折率が１．５程度の高屈折率のものを選択することが好ましい。
【００２３】
ここで、屈折率が高い樹脂は分光透過率が低くなることもあることから、使用される半導体発光素子８が放射する光の波長における分光透過率と屈折率を考慮し選択することが必要である。
【００２４】
次に、第二の樹脂部材５を形成するが、第二の樹脂部材５には蛍光体が所定の発光色になるように赤色蛍光体と緑色蛍光体、青色蛍光体を混合し、蛍光体スラリーとする。第二の樹脂部材５は第一の樹脂部材４、第二の樹脂部材５の熱膨張差による界面の応力緩和、および界面反射の抑制のため同一のものを使用することが望ましいが、硬化後の第一の樹脂部材４とのぬれや蛍光体とのぬれを考慮し、適当な樹脂を選択しても良い。その場合、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に生じる反射によって蛍光体に到達する励起光量が大きく減少しないために、第一の樹脂部材４と同じ屈折率、あるいは近い屈折率の樹脂を選定することが好ましく、屈折率差が生じる場合にも、第一の樹脂部材４から第二の樹脂部材５に入射する光がどのような入射角であっても全反射が発生しないために、第一の樹脂部材４と比して屈折率が高い樹脂を選定することが好ましい。
【００２５】
また、第二の樹脂部材５としては、第一の樹脂部材４に形成された凹凸面４ａの全領域についても充分なぬれが得られ、空隙のない光学密着状態が得られるように、表面張力、硬化した後の第一の樹脂部材４との接触角、蛍光体スラリーとした場合の粘度などが適当である蛍光体とのなじみが良く、蛍光体を均一に分散できる蛍光体スラリーとした場合の起泡性が低いなどの要件を満たす材料が好ましく、これらを充分に考慮した上で材料を選定することが肝要である。
【００２６】
そして、以上のような蛍光体が混入された第二の樹脂部材５を第一の樹脂部材４の凹凸面４ａに塗布し、発光面５ｓが平面となるようにして熱などを加え硬化させて第二の樹脂部材５を形成する。
【００２７】
以上のように、例えば、図１に示す凹凸形状を側面が正三角形で構成された四角錘を用いた場合、第二の樹脂部材５における蛍光体層の表面積は、従来のように平面で構成した場合に比べ約１．７倍の表面積が実現できる。尚、同様に凹凸形状を三角錐、円錐、半球などにしても平面形状に比べ表面積を増やすことができる。
また、凹凸面４ａ、５ａを少なくとも一軸について略対象とした場合は発光面内の輝度ムラや色ムラが少なく、良好な配光形状にすることができる。
また、凹凸面４ａ、５ａを二軸について略対象とした場合は発光面内の輝度ムラや色ムラがより少なく、とり良好な配光形状にすることができる。
【００２８】
このため、前記輝度飽和、及び蛍光体劣化を軽減させ半導体発光装置を長寿命化する効果がある。また、単位体積あたりの接着面積が大きくなることにより、熱膨張率の異なる第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５を使用しても接着強度が増えることから、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の剥離が防止でき、信頼性の高い半導体発光装置を提供できる。
【００２９】
更に、使用する半導体発光素子８が３６０〜４１０ｎｍの範囲にピーク波長がある場合、基本的には青色、緑色、赤色の３種類の蛍光体を使用し、所定の光源色になる比率で混合したものを使用するが、緑色と赤色の蛍光体の発光スペクトルの間である５５０〜６００ｎｍの間の発光波長を追加する。つまり、黄緑色や黄色、橙色に発光する蛍光体を追加することで演色性を高めることもできる。
【００３０】
また、４６０ｎｍ付近の青色に発光する半導体発光素子８を使用した場合は、補色関係にある黄色に発光する蛍光体を使用してもよい。
例えば、３６０〜４１０ｎｍの範囲にピーク波長を有する半導体発光素子８で使用できる蛍光体は赤色蛍光体の場合、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：ＥｕやＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがあり、緑色蛍光体にはＺｎＳ：Ｃｕ、ＡｌやＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、Ｍｎなどがあり、青色蛍光体にはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕなどがある。
このように第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に凹凸の形状を設けることで、第一と第二の樹脂部材５の接合面積を大きくし、接着力を高めて信頼性を向上させるとともに、蛍光体の被照射面積を広げコンパクトで効率の良く寿命特性に優れた半導体発光装置を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。図において  第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５との界面は、半導体発光素子８を中心とし、半径ｒｉ、ｒ２、ｒ３が順次大きくなる複数の扇形を、中心軸Ｚから横方向の平面に沿って順次並べて形成された各円弧と各円弧の半径線からなる外形線を中心軸Ｚの回りに１回転させて形成された球面４ａ１（５ａ１）、切頭円錐面４ａ２（５ａ２）、球面４ａ３（５ａ３）、切頭円錐面４ａ４（５ａ４）、球面４ａ５（５ａ５）からなる凹凸の複合面から構成される。
【００３２】
このように、半導体発光素子８の構造中心を中心として、半径ｒ１をｒ２、ｒ３と順次大きくした球面を、中心軸Ｚから外側に順次ずらした球面４ａ（５ａ）、４ａ３（５ａ３）、４ａ５（５ａ５）を主面とし、球面の半径が変わる部分において、各曲面間を結ぶ面である切頭円錐面４ａ２（５ａ２）、４ａ４（５ａ４）を副面とした主面と副面の複合によって形成される形状とし、半導体発光素子８から放射される一次放射光が第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に垂直に入射するように設定する。
なお、他の構成は実施の形態１の図１と同じであり説明を省略する。
【００３３】
このような形状は、実施形態１に記載の方法と同様の方法を用いて形成することができるので説明を省略する。
【００３４】
このような構成において、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面での反射を軽減させ、第一の樹脂部材４を透過した半導体発光素子８からの光を効率良く第二の樹脂部材５の蛍光体層に照射させることができ、発光効率を高めることができる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態２では、第二の樹脂部材５の発光面が平面であるが、本実施の形態は第二の樹脂部材５を第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面の凹凸面に合わせて発光面方向も凹凸にしたものである。
従来の半導体発光装置は、蛍光体層の半導体発光素子８側に配置された蛍光体で波長変換された光は、蛍光体層内を通過するときに、その光路に配置された蛍光体表面で遮られるために直進できない成分が生じ、その成分については蛍光体表面で散乱され、蛍光体層内で蛍光体間を多重反射する成分が発生して光の取り出し効率を低下させる問題がある。
また、蛍光体層に体色を持つ蛍光体が含有される場合には、蛍光体によって波長変換された一部の波長の光が吸収される（例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＡｕやＹＡＧ蛍光体は黄から黄緑の体色を持ち、そのために青色の光は吸収される）ことによって、光の取り出し効率を低下させる問題もある。従って、従来例のように半導体発光素子８から放射された光の蛍光体層における光路長に放射角度依存性がある場合には、半導体発光装置からの取り出し光に輝度むらや色むらが生じる場合がある。
本実施の形態は、上記の問題を抑制する構造としたものである。
【００３６】
図７はこの発明の実施の形態３を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。
図７において、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５との界面は、実施の形態２の図６と同じであり、第二の樹脂部材５の発光面を、第一の樹脂部材４の凹凸面４ａのうち各球面４ａ１、４ａ３、４ａ５から一次放射光の照射方向の厚みが所定の厚さになるようにした球面５ｓ１、８ｓ３及び切頭円錐面５ｓ２、５ｓ４の凹凸の複合面から構成される。
なお、他の構成は実施の形態１の図１と同じであり説明を省略する。
【００３７】
材料選択と形成方法は、まず、実施形態１に記載の方法で第一の樹脂部材４を形成し硬化させた後、蛍光体を含有させた第二の樹脂部材５を第一の樹脂部材４の凹凸面４ａに注入したのち、予め所望の凹凸面が形成された型を押し付けた状態で硬化することによって、第二の樹脂部材５の表面に凹凸面５ｓ１〜５ｓ５を形成する。
なお、凹凸面を成形する型及び第二の樹脂部材５を選定する場合に注意することは、実施形態１に示すとおりであるが、特に、本実施の形態では、第二の樹脂部材５として凹凸面が保持可能で硬化後の強度が得られる樹脂を選定することが好ましい。
【００３８】
この構成において、半導体発光素子８から第二の樹脂部材５に向けて放射された光が、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に垂直に入射し、かつ、第二の樹脂部材５、つまり蛍光体層内における光路長を、一次放射光の放射角度によらず均一となる。
【００３９】
以上のように、第二の樹脂部材５を第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面の凹凸に合わせて発光面方向も凹凸にしたので、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の接着強度を向上するのみならず、半導体発光素子８から第二の樹脂部材５に向けて放射された光が、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に垂直に入射し、かつ、第二の樹脂部材５、つまり蛍光体層内における光路長を、一次放射光の放射角度によらず均一となり、半導体発光装置からの取り出し光の発光面内における輝度および色の均一性に優れ、効率が良く、寿命特性に優れた半導体発光装置を得ることができる。
なお、実施の形態１の図２において、第二の樹脂部材５の発光面５ｓを、第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に設けた凹凸面４ａ、５ａと同じ形状の凹凸面としてもよい。
【００４０】
実施の形態４．
一般に、発光面サイズが点光源に近くなればなるほど、光学レンズなどを用いて光の配光特性をより容易に、より精度良く制御することが可能となる。
半導体発光装置のサイズは、発光・放熱などの特性や生産性などを考慮した適正なサイズに決められるが、前述した蛍光体劣化や輝度飽和を回避するために、半導体発光素子８からの放射光に対する蛍光体の被照射面積を第一の樹脂部材４と第二の樹脂部材５の界面に凹凸を設けず平面的に拡大するような対策をとった場合には、上記のような理由から、半導体発光装置からの取り出し光の配光性を制御することが難しかった。
【００４１】
しかしながら、実施の形態１乃至３に示した半導体発光装置を用いれば、光源、つまり半導体発光装置の発光面の面積は、本来設定すべき適正なサイズとすることができるため、光学レンズの設計上、および実際の配光制御上、好適である。
そこで、本実施の形態は実施の形態１乃至３に示した半導体発光装置に光学レンズを設けたものである。
【００４２】
図８はこの発明の実施の形態４を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である
。図８は実施の形態１に示した半導体発光装置に光学レンズ６を設けている。他は、実施の形態１の図１と同じなので説明を省略する。
この場合、実施形態１乃至２に記載の半導体発光装置に用いる光学レンズ６としては、例えば、別途形成した環状オレフィン樹脂やポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂などの熱可塑性樹脂によって形成された樹脂レンズが使用でき、第二の樹脂部材５が硬化する前に樹脂レンズ６を圧着することで半導体発光装置と樹脂レンズ６の光学密着を得、その後、第二の樹脂部材５を硬化させることで、光学レンズ付き半導体発光装置を得ることができる。
【００４３】
一方、実施形態３に示した半導体発光装置に用いる光学レンズ６としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が例えば使用でき、第二の樹脂部材５を硬化させて所望の凹凸形状を形成して実施形態３に記載の半導体発光装置を作成し、所望の光学レンズ形状が予め形成された成形型の中にこの半導体発光装置を設置したのち、成形型の内部にエポキシ樹脂を導入して熱硬化させることで、光学レンズ付き半導体発光装置を得ることができる。
【００４４】
以上のように、光学レンズ６を備えたので、発光する面積が点光源に近くなり、所望の配光分布とする光学レンズを設置することで、良好な配光制御をすることができる。
なお、図８に示した半導体発光装置は、実施の形態２、３に示したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の第二の樹脂部材を除いたときの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の第二の樹脂部材の凹凸面に関する各軸の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す半導体発光装置の対称軸の数による配光曲線の比較図である。
【図６】この発明の実施の形態２を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４を示す半導体発光装置の対称軸における縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  パッケージ、２  外部電極、４  第一の樹脂部材、４ａ、５ａ  凹凸面、４ａ１、４ａ３、４ａ５、５ａ１、５ａ３、５ａ５、球面、４ａ２、４ａ４、５ａ２、５ａ４  切頭円錐面、５  第二の樹脂部材、５ｓ  発光面、５ｓ１、５ｓ３、５ｓ５  球面、５ｓ２、５ｓ４  切頭円錐面、６  光学レンズ、７  リフレクター、８  半導体発光素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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